Введение к работе
Актуальность работы. Современные технологии замораживания и холодильного хранения замороженного мяса располагают широким арсеналом технических средств и большими возможностями реализации различных технологических режимов. Однако, несмотря на огромные технико-технологические возможности холодильной обработки, в процессе замораживания необратимо происходит ряд нежелательных изменений, вызванных кристаллообразованием. Возникновение в межклеточном пространстве кристаллов льда в результате замораживания приводит к разрыву мышечных волокон, что впоследствии негативно влияет на технологические свойства размороженного мяса и, в первую очередь, выражается в значительных потерях мясного сока и в снижении потребительских характеристик готовых продуктов - внешнего вида, цвета, консистенции, сочности и прочих характеристик.
Наиболее принципиальное значение эти негативные изменения имеют в первую очередь для обеспечения качества замороженного мяса, реализуемого в нарезанном виде, то есть для кусковых мясных полуфабрикатов. В связи с этим, важнейшей технологической задачей является минимизация нежелательных изменений, происходящих в мясе в процессе замораживания, холодильного хранения и размораживания.
Исследования по нивелированию негативных последствий замораживания впервые были начаты в странах Западной Европы, США и Японии. В основу этих исследований было положено применение криопро-текторов - пищевых добавок, способных препятствовать образованию кристаллов льда. Изучению свойств криопротекторов в различных биотехнологических объектах и пищевых системах посвящены труды отече-ственнх и зарубежных ученых - Л. А. Сарафановой, Д.Л. Хаффман, Ж. Лафон, Ж. Лебель, Малдрю, А. Суттон, Б.Е.Харрисон, П. Капела и др. На различных группах продуктов питания было показано, что применение криопротекторов за счет создания аморфной структуры по всему объему продукта, предохраняющей его целостность при кристаллообразовании, приводит к уменьшению потерь в результате вымораживания влаги и при размораживании, улучшению потребительских характеристик, снижению интенсивности протекания многих биохимических процессов - деструктивных, в том числе денатурационных, изменений белков, обесцвечивания пигментов, окисления жиров и пр.
Сегодня в России производится свыше полутора миллионов тонн мясных полуфабрикатов в год, из них более 65% в замороженном виде. В связи с этим, актуальной проблемой является выявление и изучение влияния пищевых добавок криопротекторного действия на качество мяса в процессе холодильного хранения и замораживания.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы являлось изучение функционально-технологических свойств пищевых добавок и ингредиентов криопротекторного действия и разработка композиции на их основе для сохранения качества мясных полуфабрикатов в процессе холодильной обработки и хранения.
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
исследовать криопротекторные свойства пищевых добавок и ингредиентов, изучить их влияние на физико-химические и органолептиче-ские характеристики мяса и обосновать выбор компонентов для создания композиции криопротекторного действия;
разработать рецептуры композиций криопротекторного действия, предназначенные для введения в мясные полуфабрикаты в составе рассола и изучить их влияние на изменение качества мясных полуфабрикатов в процессе замораживания, холодильного хранения и размораживания;
исследовать возможность применения композиций криопротекторного действия для снижения температуры хранения и увеличения сроков годности мясных полуфабрикатов;
на основании комплекса исследований научно обосновать рецептуры композиции криопротекторного действия;
- провести расчет показателей экономической эффективности и
разработать техническую документацию на производство и применение
комплексных пищевых добавок криопротекторного действия.
Научная новизна. Изучено влияние криопротекторов на физические, органолептические и функционально-технологические характеристики мяса. Установлена функциональная зависимость температуры замерзания и активности воды мышечной ткани от концентрации криопротекторов. Научно обоснованы эффективные дозы введения глицерина, сорбита и трегалозы в качестве криопротекторов мясного сырья и целесообразность их совместного использования с цитратом натрия. Получены новые данные об изменении микроструктурных характеристик мышечной ткани и фракционного состава мышечных белков при двух температурных режимах холодильного хранения без введения и в присутствии криопротекторов.
Аналитически и экспериментально обоснована возможность снижения температуры хранения охлажденных мясных полуфабрикатов до минус 5С при использовании криопротекторов.
Практическая ценность работы. В качестве криопротекторов для мясных полуфабрикатов отобран ряд веществ, повышение концентрации которых в мясной системе, приводит к динамичному снижению температуры замерзания и активности воды. На их основе разработаны рецептуры
комплексных пищевых добавок «Криопротект-1» и «Криопротект-2», проект технической документации по их производству и применению. Предложена и апробирована технологическая схема производства крупнокусковых мясных полуфабрикатов с использованием криопротектор-ных композиций, нивелирующих негативное действие замораживания и холодильного хранения, а также обеспечивающая увеличение сроков годности охлажденной продукции до 21 суток. Показана экономическая целесообразность применения криопротекторных композиций.
Апробация работы. Основные результаты работы представлены на конференции-конкурсе научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии, Москва, 2008; 3-ей конференции молодых ученых и специалистов институтов Отделения "Хранения и переработки сельскохозяйственной продукции" Россельхозакадемии, Москва, 2009; Всероссийской научно-практической конференции «Современные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья и вторичных ресурсов», Углич, 2009; 55 International Congress of Meat Science and Technology. - Copenhagen, Denmark, 2009; 8-й международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», Москва, МГУПБ, 2010; 46 Kulmbacher Woche Max Rubner-Institut - Kulmbach, Deutschland, 2011.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит
из введения, обзора литературы, методической части, экспериментальной
части с обсуждением результатов исследований, выводов, списка литера
туры и приложений. Работа изложена на страницах машинописного
текста, содержит 20 таблиц, 50 рисунков и 2 приложения. Библиография включает 100 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.
